Transcript Document
壹、研究動機 一年級時，生物老師曾經說過植物是經由維管束獲得水分、 養分。於是，本組希望結合所學的生物知識以及經營花店的同學家 等資源，透過實驗，從環境到植物本身構造，探討影響其吸收水分 的各種因素以及在吸收水分的過程中是否有物質交換的機制。 二、探討不同墨水濃度在植物吸收水分上的差異 （一）將一把白桔梗插入純水中，確保其維管束處於無氣泡阻塞 的狀態。 （二）按照以下步驟調配出各種不同濃度的墨水。 1. 用10ml量筒量取3ml、5ml、10ml的藍墨水。 貳、研究目的 2. 分別倒入標有3％、5％、10％的250ml燒杯中。 一、探討同時吸收不同顏色的溶液，植物是否會交換物質，造成 3. 用100ml量筒量取97ml、95ml、90ml的水，依序加入標 顏色上的變化 有3％、5％、10％的250ml燒杯中，並以玻棒將溶液攪 二、探討不同墨水濃度在植物吸收水分上的差異 拌均勻。 三、探討不同光強度在植物吸收水分上的差異 (詳見書面) 4. 用滴管吸取3％、5％、10％的紅墨水各27.5ml，依序加 四、探討將植物直立、倒立，是否會影響其吸收水分的速度 (書面) 入標有3％、5％、10％的試管中。 五、探討不同添加物（化學染劑）在植物吸收水分上的差異 (書面) （三）取3枝白桔梗，為避免維管束遭空氣 六、探討不同的染劑在植物吸收水分上的差異 阻塞，在水面下將莖統一剪成6公分， 七、探討將由植物自行吸收的方式改為直接用針筒注射對花的染 然後分別放置標有3％、5％、10％ 色的差異 的試管中 八、 探討天然色素與人工色素對芹菜吸收之影響 （四）於兩天後觀察、比較白桔梗花瓣 白桔梗分別插入於濃度3％、 九、 探討花與染劑的最佳組合 在不同濃度下的差別。 5％、10％的藍墨水中 十、探討土壤與不同濃度的色素組合對花的染色程度影響 六、探討不同的染劑在植物吸收水分上的差異 （一）將一把小白菊、白玫瑰插入純水中，確保其維管束處於 參、研究設備及器材 無氣泡阻塞的狀態。 鐵絲 石榴 氫氧化鈉 （二）此實驗分為5種不同的染劑進行。 1包 數顆 1瓶 1. 吸收濃度10％的藍色、紫色、橘色水彩溶液 （1）用電子天秤量出燒杯（瓶）的重量。 白桔梗 小白菊 白玫瑰 （2）將水彩緩慢加入試管中，直到電子天秤的數據呈現 較原燒杯（瓶）重多10公克。 1把 1把 1把 （3）用量筒量取90公克重的水。 白非洲菊 美工刀 食用色素 （4）將90公克重的水加入已放有10公克水彩顏料的燒 杯（瓶）中，以玻棒攪拌均勻，並將小白菊插入燒 1把 1把 4瓶 杯（瓶）中 藍墨水 紅墨水 電子天平 1瓶 1瓶 1台 儲水器 硫酸銅 酚紅 數個 1罐 1罐 芹菜 水彩 檯燈 1把 1盒 1座 刮勺 保特瓶 暗室 1支 2支 1間 針筒 鋼筆水 溫度計 2支 1瓶 1支 肆、儀器的設置及實驗過程 小白菊插入藍色水 彩燒瓶中 小白菊插入紫色水 彩燒杯中 小白菊插入橘色水 彩燒杯中 2. 吸取濃度10％的鋼筆水 （1）用量筒量取90ml的水。 （2）將水倒入燒杯中。 （3）用量筒量取10ml的鋼筆水。 （4）將鋼筆水加入放有90ml水的燒杯中， 小白菊插入10％鋼筆水中 並以玻棒加以攪拌均勻。 （5）取1枝小白菊，將莖於水面下剪短以確保維管束不會被 空氣阻塞而影響到水分的吸收。 （6）將小白菊插入濃度為10％的鋼筆水燒杯中(如上圖)。 一、探討同時吸收不同顏色的溶液，植物是否會交換物質造成顏 色上的變化 3. 吸收濃度10％的打印機墨水 （一）將一把白玫瑰、白色非洲菊插入純水中，確保其維管束處 （1）用量筒量取90ml的水 於無氣泡阻塞的狀態。 （2）用量筒量取10ml的打印機墨水 （二）按以下步驟調配不同溶液。 （3）將90ml的水與10ml的打印機墨水一併 1.濃度10％的硫酸銅溶液 (本實驗在海報無展示) 倒入燒杯中，以玻棒攪拌均勻 （1）用量筒量取90公克重的純水。 （4）為避免空氣阻塞維管束，於水面下將莖剪短 （2）將純水倒入燒杯中。 （5）將剪短莖的小白菊插入10％打印機墨水的燒杯中 （3）用電子天秤及刮勺取出10克重的硫酸銅。 （4）將10克重的硫酸銅亦加入至燒杯中，並以玻棒加以 攪拌均勻。 2.濃度10％的酚紅溶液 (本實驗在海報無展示) （1）用量筒量取90ml的水。 （2）將水倒入燒杯中。 （3）用量筒量取10ml的酚紅。 於水面下將莖剪短 小白菊插入10％的打印 （4）將10ml的酚紅加入燒杯中，以玻棒加以攪拌均勻。 機墨水中 3.濃度10％的墨水 4. 吸收濃度10％的食用色素-紅色6號 （1）用量筒量取90ml的水。 （1）用量筒量取90ml的水。 （2）將水倒入燒杯中。 （2）用量筒量取10ml的紅色6號色素 （3）用量筒量取10ml的墨汁。 （3）將90ml的水與10ml的紅色食用色素一併倒入燒杯中， （4）將墨汁倒入燒杯中，以玻棒拌勻。 以玻棒攪拌均勻，並將小白菊插入燒杯中 4.濃度20％的各種顏色食用色素 (紅色、藍色、綠色、黃色) 5. 吸收螢光劑 （1）用量筒量分別取10ml的不同顏色的食用色素 （1）用量筒量取3ml的螢光劑，並倒入試管中 （2）將10ml的食用色素倒入燒杯中 （2）取1枝白玫瑰，為避免空氣阻塞維管束， （3）用量筒量取40ml的水，倒入含有10ml食用色素 於水面下將其剪短，並插入放螢光劑的 的燒杯內，並以玻棒攪拌均勻 試管中。 （三）將此實驗分為兩部分 白玫瑰插入螢光劑中 1. 白玫瑰同時吸收10％的紅墨水與10％的藍墨水 （1）用量筒量取27.5ml的10％紅墨水，並用滴管吸取至試管 七、探討將由植物自行吸收的方式改為直接用針筒注射對花的染 色的差異 中。 （一）將一把白色非洲菊插入純水中，確保其維管束內不會因空 （2）用量筒量取27.5ml的10％藍墨水， 氣阻塞而影響實驗結果。 並用滴管吸取至另一管中。 此實驗分為兩部分：以針筒將墨水注入、植物自行吸收 （3）取1枝白玫瑰，用剪刀將莖的下半部 1. 以針筒將墨水注入 分割為2份，上半部則保持完整，如圖 （1）取1枝白色非洲菊，將濃度20％的綠色食用色素溶液從花 （4）將白玫瑰兩份1/2的莖同時插入 萼處注射進去 10％紅墨水與10％藍墨水試管中 切割點 2. 白非洲菊同時吸收20％紅色食用色素、20％藍色食用色素、 （2）取1枝白色非洲菊，將濃度50％的紅色食用色素溶液由花 萼處注入 20％綠色食用色素、20％黃色食用色素 2. 植物自行吸收 （1）用量筒分別量取27.5ml的紅色、藍色、 （1）將剪短的小白菊插入濃度為20％的綠色食用色素試管中 綠色、黃色食用色素，並以滴管將其 （2）將剪短的白非洲菊插入濃度為50％的藍色食用色素試管 分別放入試管中。 （2）取1枝白非洲菊，用美工刀將莖的 下半部切割為4份，上半部保持完整， 濃度50％紅色食 下半部的莖則分別插入4枝試管中 從花萼將20％綠 用色素-紅色6號， 色食用色素溶液 白非洲菊分別插入20％的紅、藍、 （四）靜置兩天後，觀察其花瓣的變化 由花萼注入白非 注入 綠、黃色食用色素試管中 洲菊 —染 色 花 染 色 之 探 討 八、探討天然色素與人工色素對芹菜吸收之影響 （一）先將石榴果肉以果汁機打碎取汁，將果汁過濾後倒入容器中 以果汁機打碎 過濾果汁 倒入容器內 （二）另一組以人工色素調色 （三）將芹菜分別插入天然與食用色素的瓶子中 記錄芹菜插入瓶中 芹菜分別插入天然 芹菜分別插入天然、 的起始時間 食用色素（左）、 食用色素（近照） 食用色素（右） （四）靜置24、48、72、80小時，觀察兩者的差異 六、探討不同的染劑在植物吸收水分上的差異 （一）小白菊吸收濃度10％的藍色、紫色、橘色水彩溶液 小白菊染色前與染色後 小白菊染色前與染色後 小白菊染色前與染色後 的花瓣顏色相同 的花瓣顏色相同 的花瓣顏色相同 （二）小白菊吸取濃度10％的鋼筆水 花瓣只有小部分染為紅色（遠距） 花瓣只有小部分染為紅色（近距） （三）小白菊吸收濃度10％的打印機墨水 九、探討花與染劑的最佳組合 （一）將白色非洲菊插入裝有藍色食用色素 的試管內 （二）觀察靜置1小時後的狀態 太陽花1小時以後 十、探討土壤與不同濃度的色素組合對花的染色程度影響 （一）準備五盆種在土壤中的花，並分別標上1~5號 （二）調配各種不同濃度的色素水，分別加入盆栽中 1. 將濃度5％的藍色食用色素加入1號盆栽中 2. 將濃度0.5％的藍色食用色素加入2號盆栽中 3. 將濃度0.25％的藍色食用色素加入3號盆栽中 4. 將濃度1％的藍色食用色素加入4號盆栽中 5. 將濃度0.75％的藍色食用色素加入5號盆栽中 （三）記錄氣溫以及花瓣的染色程度 伍、研究結果 一、探討同時吸收不同顏色墨水的植物是否會交換物質，造成顏 色上的變化 （一）靜置兩天後花瓣顏色的變化 1. 白玫瑰同時吸收濃度10％紅墨水、濃度10％藍墨水 （1）.白玫瑰的花瓣顏色有一半被染成紅色，但是藍色墨水 沒有染色成功 （2）.白玫瑰同時吸收藍墨水紅墨水的花瓣顏色面積百分比 小白菊的莖充滿紅色打印機墨水 小白菊的花瓣暈染為紅色 （四）小白菊吸收濃度10％的食用色素-紅色6號 小白菊吸收紅色食用色素而被染為 紅色（外面） 小白菊吸收紅色食用色素而被染為 紅色（裡面） （五）白玫瑰吸收螢光劑 七、探討將由植物自行吸收的方式改為直接用針筒 注射對花的染色的差異 （一）以針筒將墨水注入白非洲菊內 1. 以針筒注入濃度為20％的綠色食用 色素溶液，白色非洲菊花瓣的顏色 變化 白玫瑰插在有螢光劑的試管 內，花瓣無法被染色 一半的花瓣被染成紅色， 另一半則未染色成功 2.白非洲菊同時吸收濃度同為20％的紅色、藍色、綠色、黃色 食用色素，一段時間後花 花的正面，白色非洲菊的花瓣被染 成淡綠色 3分鐘後白非洲菊 的染色成果 7分鐘後白非洲菊 的染色成果 10分鐘後白非洲菊 的染色成果 花的背面，花瓣呈現淡綠色 2. 以針筒注入濃度為50％的紅色食用色素，白色非洲菊花瓣的顏色變化 二、探討不同墨水濃度在植物吸收水分上的差異 （一）靜置兩天後，與兩天前之白桔梗做比較 花的正面，白色非洲菊的花瓣有些 被染成紅色且顏色較明顯 花的背面，有些花瓣已染為紅色 （二）植物自行吸收 1. 小白菊吸收濃度為20％的綠色食用色素溶液 兩天前，由左至右3%、 靜置兩天後，花瓣仍是白 5%、10% 色，但藍墨水明顯下降 三、探討不同光強度在植物吸收水分上的差異 (實驗步驟詳見書面) 小白菊花瓣顏色沒有變化，但可看出莖已吸收墨水的長度 正常光 強光下 黑暗中 表.不同光強度下吸收的墨水高 小白菊插在內有綠色食用色素的試 管 小白菊局部已被染色 2. 白色非洲菊吸收濃度為50％的藍色 食用色素 內部已充分吸收藍色食用色素，如右˙圖 八、探討天然色素與人工色素對芹菜吸收之影響 （一）靜置24小時後 （二）第四天 枯萎的花瓣 插於天然色素中的芹菜葉並無 變化 插於天然色素中的芹菜葉仍無 變化（近距） 插於人工色素中的芹菜葉已有 些許染色現象（近距） 插於人工色素中的芹菜葉已有 些許染色現象 稍微出現藍色 染色範圍逐漸擴大 花瓣枯萎現象更加 明顯（1號-添加5％ 藍色食用色素） 染色部分漸往花瓣 花瓣邊緣稍微出現 內部擴大，但也有 藍色（3號-添加0.25 些已枯萎（2號-添 ％藍色食用色素） 加0.5％藍色食用色 素） （二）靜置48小時後 花瓣邊緣被染得更深（4號-添 加1％藍色食用色素） 插入人工色素中的芹菜葉顏色 染得更深 染色花５號 插入天然色素中的芹菜葉顏色 依舊無變化 陸、討論 插入於人工色素中的芹菜，其 莖、根部仍呈現完好狀態 插入於天然色素中的芹菜，其 莖、根部已有腐爛現象出現 （三）靜置80小時後 天然色素瓶底出現 沉澱物 人工色素瓶底仍為 清澈狀態 天然色素瓶內已出 現黴菌 九、探討花與染劑的最佳組合 （一）非洲菊（太陽花）插入藍色食用色素中72小時 非洲菊（太陽花）已呈現漂亮 的淡藍色 十、探討土壤與不同濃度的色素組合對花的染色程度影響 （一）每日氣溫紀錄表 日 期 3月20日 3月21日 3月22日 3月23日 3月24日 3月25日 3月26日 時 間 溫 度 7:00am 早：24℃ 6:00pm 晚：20℃ 7:00am 早：22℃ 6:00pm 晚：28℃ 7:00am 早：18℃ 6:00pm 晚：16℃ 7:00am 早：16℃ 6:00pm 晚：18℃ 7:00am 早：16℃ 6:00pm 晚：18℃ 7:00am 早：16℃ 6:00pm 晚：14℃ 7:00am 早：17.5℃ 6:00pm 晚：16℃ 澆 水 ■早 □午 □晚 □無 ■早 □午 □晚 □無 ■早 □午 □晚 □無 ■早 □午 □晚 □無 □早 □午 □晚 ■無 ■早 □午 □晚 □無 □早 □午 □晚 ■無 一、探討討同時吸收不同顏色的溶液，植物是否會交換物質，造成 顏色上的變化 在國中生物課上學到維管束具有運輸水分的功能，但在吸收 過程中是否會有物質 的交換，是本組想進一步探討的部分，於是 本組將莖分為完整、分割兩部分，若染色結果是顏色混合，則表示 物質在吸收過程中會交換。 二、探討不同墨水濃度在植物吸收水分上的差異 不同濃度的藍墨水，皆無法將花染色，本組推論其原因可能 是墨水顆粒太大，將維管束阻塞，造成只有吸收到水分的現象。 三、探討不同光強度在植物吸收水分上的差異 生物課曾上過，維管束透過毛細作用運輸水分，此實驗便證 實了光強度越強，則毛細現象越旺盛，但若要將花完全染色則需要 更長的時間。 四、探討將植物直立、倒立，是否會影響其吸收水分的速度 由此實驗可知道倒立吸收得較成功，故本組推論可能是因為 重力的關係，導致墨水顆粒到達花瓣的速度加快，時間縮短。 五、探討不同添加物（化學染劑）在植物吸收水分上的差異 本組推論實驗中的添加物會無法成功將花染色的原因在於其 產生的顏色並非一般可用於染色的色素或顏料，所以此實驗染色失 敗，但同時也證明了用這些添加物對花染色是不可行的。 六、探討不同的染劑在植物吸收水分上的差異 由實驗圖片可看出水彩溶液明顯較其他溶液來的混濁許多， 故本組推測水彩會失敗的原因亦是顆粒過大，無法在短時間內到達 花瓣，而螢光劑則是在吸收光能後產生離子化現象才會發出螢光的 效果，故無法將花染為螢光色並發亮。 七、探討將由植物自行吸收的方式改為直接用針筒注射對花的染色 的差異 直接由花萼注射可使染色速度加快，本組推測是因為花萼距 離花瓣較近，而且注射時可能會造成少許的壓力，使花瓣更容易被 染色，但也因為如此，花萼的地方會有洞出現，且染色時須緩慢注 射溶液，否則非常容易將花瓣弄髒。 八、探討天然色素與人工色素對芹菜吸收之影響 由於石榴原汁屬有機物，易滋生霉菌影響植株，進而使植物 莖軟化，故會影響到水分的吸收。 九、花與染劑的最佳組合 由上述所有實驗結果，可以得到能做出染色花的最佳組合就 是─非洲菊(太陽花) 加上食用色素，因為本組發現非洲菊較容易吸 收染料，而且加上食用色素分子比較小較容易被吸收。 柒、結論 一、維管束的吸收過程中，顏色不會混合，而染色效果最好的是食 用色素，且並非所有有顏色的溶液皆可將花染色。 二、花瓣沒有被藍墨水染色，但試管內墨水高度卻明顯下降許多， 表是被吸收的是水而非藍墨水，故與濃度無直接關係。 三、雖然沒有成功將小白菊的花瓣染色，但從莖可看出於強光照射 下吸收較好，其次為正常光，接著是無光照的情況下，故由實 驗得知光強度越強，花的吸收效果越好。 四、以相同花種吸收濃度一樣的紅墨水，由實驗結果發現倒立的小 白菊成功染為紅色，而直力吸收的小白菊花瓣則沒有明顯變化。 五、不論是添加硫酸銅、酚紅或是氫氧化鈉，花瓣顏色皆無變化， 故實驗呈現不同的添加物對花的吸收沒有顯著的影響，添加物 所形成的顏色亦不會被花所吸收而將花瓣染色。 六、水彩和螢光劑無法將花染色。相較於打印機墨水，鋼筆水的染 色效果較差，而食用色素的效果最佳。 七、以針筒注射的方式在時間方面確實較直接吸收來的快，但染出 來的顏色會較淡，且花萼會變得不美觀。 八、使用天然水果色素不僅無法將芹菜葉染色，會使其莖、根腐爛。